摘要：目前，随经济的不断发展，居民用电量及工业用电量均在不断提高，其中又以城市的供电较为集中，负荷较大。而城市周边的发电厂及变电站对城市供电的影响较大，直接关系到城市能够正常快速的发展。从发电的角度来说，火力发电厂数量占总发电厂比例较大。因此本文旨在对火力发电厂一次设计问题进行探讨和研究，从而可以为今后的工作提供一些帮助。
关键词：火电厂；设计；问题
目前，随社会的发展，居民用电及工业用电均在不断提高，火力发电厂的数量和容量也在随之不断提升。关于火电厂研究课题一直也是比较受关注的，这些研究课题同样也为火电厂的设计和建设提供了很大的帮助。对于相关企业来说，不论是要想新建火力发电厂，还是想确保火电厂的稳定运行，首先都需要对火电厂一次设计进行相应的研究。而在对火力发电厂一次设计研究的过程中，需要综合火电厂的各个方面进行整体上的考虑，还要在这个基础上进行协调、优化。由此看出，火电厂一次设计所涵盖的方面比较多，也是火电厂电气很重要的一部分。
1、有关城市火电厂一次设计以及分析
1.1 火力发电厂的重要性
从电力系统的角度来说，发电-输电-配电三个环节，均是不可电力系统不可或缺的一部分。火力发电厂的发电量占总发电量的比重很大，火力发电厂的数量也是目前所有种类发电厂中最多的。因此，火力发电厂是发电厂中最为常见也是最为重要的一部分。
随着经济的发展，工业化程度越来越高，各行各业对用电的要求均在不断提升。因此，电力部分或相关企业均希望建设更多的发电厂来提高发电量。建设火力发电厂的限制条件较少，配置也较灵活，因此一般优先考虑建设火力发电厂。对新建电厂的需求，也进一步提升了火电厂的重要性。当然，在进行火力发电厂的相关设计选型时，也要着重关注火电厂的功能性以及可靠性，防止出现隐患。
1.2 火电厂一次设计的主要内容
在火力发电厂的一次设计过程中，主要工作是根据工程规模和相关需求，配置各电压等级的配电装置，为各电压等级的用电负荷提供电源，或者将发出的电量送到电网。一个好的火电厂一次设计主接线，既要能满足电厂运行的可靠性，也要考虑到电厂后续扩建的可能性，还要保证电厂的经济效益。此外，在一次设计时，还要注意国标和部颁标准等相关规范的要求，在保证质量的同时，同时满足建设单位的相关需求，以便为社会的发展做出更多的贡献。
2、关于火电厂主接线方案与短路计算及主变压器的选择问题
对于火力发电厂电气一次设计来说，主接线方案和短路计算以及变压器的选型，是比较关键的，也是必须要注重的问题。下文将从实用的角度对以上问题进行描述，也给其他设计人员提供一些参考。
2.1 火电厂中电气主接线的方案选择问题
电气主接线方案在设计时，首先需要保证的是可靠性，尤其是容量较大、在电网中地位较为重要的发电厂。主接线方案的可靠性由一次设备和相应的二次部分统一组成，本文仅考虑相关一次接线方案。设计时主要要考虑到在某一配电装置检修时，不影响或尽量少的影响其他电气设备的运行；在某一母线故障或检修时，也要尽量保证大部分重要设备的供电。主接线方案还要满足在电厂扩建、检修时，或收到电力部门调度指令时，可以灵活调整，满足相关需要。此外，主接线方案在灵活可靠的同时，要最大限度的提高经济性，此项指标也是一般建设单位最为关注的一点。
火力发电厂主接线方案一般较为复杂，需要结合对火电厂用电设备的特点以及其他因素的性质，选择经济效益最优的方法。对于小型火电厂，厂用电配电装置主接线方案一般采取按炉分段或按机分段，即根据汽机的数量或锅炉的数量决定厂用10kV配电装置及0.4kV配电装置母线段的数量；厂用母线一般采用单母线或单母分段的主接线方案。针对大型火电厂，特别是200MW以上的火电厂，要保证各机组厂用配电装置相互独立，互不影响。考虑到配电容量的问题，一般按锅炉、汽机及公用段单独设10kV厂用配电装置母线，再根据负荷的供电地点单独设置低压配电装置。
2.2 关于短路计算
短路计算是火力发电厂所有一次设计的基础，是所有一次设备选型必须要考虑的参数。火力发电厂在考虑主接线方案时，也需要考虑短路计算电流对设备选型的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以说，火力发电厂的短路计算和主接线方案是相互影响的。
火力发电厂进行短路计算时，首先需要考虑的是并网的变电所相应母线段的短路容量，此项一般由当地电力局提供。其次就是根据相应的主接线方案，计算并绘制相应的短路阻抗图，然后计算出相应的短路电流，再根据相应的计算结果选取满足要求的一次电气设备。当短路计算电流较大时，需要调整相应的主接线方案，减小短路电流，从而降低一次电气设备的短路电流要求，以提高火力发电厂的经济效益。
2.3主变压器的选型
主变压器是火电厂的主要组成部分之一，同样是影响火电厂功能性和可靠性的关键因素之一。火力发电厂的主变压器主要参数为容量和阻抗参数，电压参数主要受上网电压和发电机出口母线电压影响，不多做介绍。
变压器的阻抗参数，主要影响火力发电厂的短路计算电流和经济效益。主变压器的阻抗选的越大，对短路电流的抑制效应越好，但变压器的成本和空载损耗也越大，反之亦然。一般在一次设计时，考虑主变压器的阻抗在满足短路电流计算要求的情况下应尽可能的小，以达到最高效益。
主变压器的容量参数选择，一般分为有发电机出口母线的情况和发电机-变压器组的情况。前一种情况需要满足在发电机出口母线上负荷最小时，主变容量要可以满足要求。另一种则是根据发电机的额定容量参数来考虑，即扣除厂用电量后再留有一定的裕度，一般裕度考虑为10%。
3、关于火电厂配电装置的布置问题
火力发电厂的配电装置布置主要包含厂用配电装置和配电装置（主要用于上网或外供电能），科学合理的配电装置布置可以减少配电距离，节约成本，并降低对继电保护装置的要求。
3.1 关于厂用配电装置的布置
小型火力发电厂的厂用配电装置主要布置在主厂房的B-C跨0.00m层，这样厂用配电装置处于负荷的中心位置，便于配电和检修，与其他专业交叉也比较少。对于原离主厂房的车间，则采取就近设置低压母线段或就地配电柜的方式。
大型火力发电厂的厂用配电装置除上述位置，还考虑布置在主厂房汽机间。
3.2 关于配电装置的布置
一般来说，配电装置室主要设置在汽机间空余位置，或在主厂房外单独设置变配电所，以满足相应配电需要。
4、火力发电厂一次设计其他需要注意的问题
4.1火力发电厂配电设计应注意的问题
①一次设计完成后需验算火力发电厂厂用母线在电动机正常启动时和成组自启动时的电压降。②高压配电装置应在配电室内留有备用位置，有条件的可以预留备用柜；低压配电装置应留有相应的备用回路，一般考虑为20%左右。
4.2配电装置的选型
一般厂用火电厂系统可以分为高压选择和低压系统选择。高压系统开关可以采用金属铠装中置式开关柜。其中电源柜采用真空断路器柜。馈线采用真空断路器柜和高压真空接触器+高压熔断器回路柜。低压系统的低压厂用变压器采用干式变压器，低压开关柜采用MNS或者是CCS等柜型。
5、小结
以上所述，火力发电厂是电力系统的重要组成部分，也是影响到经济发展和居民生活的关键。设计人员在火力发电厂的一次设计过程中，需要主动发现问题，并进行分析和研究，积极推动火电厂的设计质量和设计水平的提高，充分发挥火电厂的功能，推动火电厂的发展。
参考文献
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[3]温志华,郭志健.火电厂设计优化措施及应注意的问题[J].电力学报,2012,25(05):432-435.
论文作者:朱定勇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/5
标签：火力发电厂论文; 火电厂论文; 接线论文; 母线论文; 配电装置论文; 变压器论文; 方案论文; 《电力设备》2018年第6期论文;